JP5544501B2 - Current sensor - Google Patents
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Description
本発明は、電流の大きさを測定する電流センサに関する。特に、外乱磁界に起因する測定精度の低下が抑制された電流センサに関する。 The present invention relates to a current sensor that measures the magnitude of a current. In particular, the present invention relates to a current sensor in which a decrease in measurement accuracy due to a disturbance magnetic field is suppressed.
電気自動車やハイブリッドカーにおけるモータ駆動技術などの分野では、比較的大きな電流が取り扱われるため、このような用途向けに、大電流を非接触で測定することが可能な電流センサが求められている。そして、このような電流センサとして、被測定電流によって生じる磁界の変化を磁気センサによって検出する方式のものが実用化されている。磁気センサを用いる電流センサは、外乱磁界の影響による測定精度の低下が問題となるため、これを抑制する方式が提案されている。 In fields such as motor drive technology in electric vehicles and hybrid cars, a relatively large current is handled, and thus a current sensor capable of measuring a large current in a non-contact manner is required for such applications. As such a current sensor, a system that detects a change in a magnetic field caused by a current to be measured by a magnetic sensor has been put into practical use. A current sensor using a magnetic sensor has a problem in that the measurement accuracy is deteriorated due to the influence of a disturbing magnetic field.
外乱磁界の影響による測定精度の低下を抑制する方式としては、例えば、被検出電流によって発生する磁界に対してMI(Magneto Impedance)素子を逆方向に設けることにより外乱磁界の影響を打ち消す方法が提案されている(特許文献1参照)。 As a method for suppressing a decrease in measurement accuracy due to the influence of a disturbance magnetic field, for example, a method of canceling the influence of a disturbance magnetic field by providing an MI (Magneto Impedance) element in the opposite direction to the magnetic field generated by the detected current is proposed. (See Patent Document 1).
ところで、上述の電流センサに用いられる磁気センサには、MI素子の他に、GMR(Giant Magneto Resistance)素子やホール素子などが用いられ得る。GMR素子などを電流センサに用いる場合、特許文献1に記載の技術を適用しても外乱磁界の影響を十分に抑制できないことがある。 Incidentally, in addition to the MI element, a GMR (Giant Magneto Resistance) element, a Hall element, or the like can be used for the magnetic sensor used in the above-described current sensor. When a GMR element or the like is used for a current sensor, the influence of a disturbance magnetic field may not be sufficiently suppressed even if the technique described in Patent Document 1 is applied.
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、外乱磁界の影響を低減し、電流測定精度の低下を抑制した電流センサを提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of this point, and it aims at providing the current sensor which reduced the influence of a disturbance magnetic field and suppressed the fall of the current measurement precision.
本発明の電流センサは、被測定電流が通流する電流線の周囲に配置され、前記電流線を通流する電流による誘導磁界を検出する、主感度軸と直交する方向に副感度軸をそれぞれ有する第1の磁気センサ及び第2の磁気センサを具備し、前記第1の磁気センサ及び前記第2の磁気センサは、前記電流線を挟んで配置され、前記第1の磁気センサの主感度軸方向が前記電流線を通流する電流からの誘導磁界の方向と直交しない方向を向き、前記第2の磁気センサの主感度軸方向が前記電流線を通流する電流からの誘導磁界の方向と直交しない方向を向くように配置され、前記第1の磁気センサ及び前記第2の磁気センサのそれぞれの主感度軸方向が同じ方向を向くと共に、前記第1の磁気センサ及び前記第2の磁気センサのそれぞれの副感度軸方向が同じ方向を向くように配置され、又は、前記第1の磁気センサ及び前記第2の磁気センサのそれぞれの主感度軸方向が逆方向を向くと共に、前記第1の磁気センサ及び前記第2の磁気センサのそれぞれの副感度軸方向が逆方向を向くように配置されたことを特徴とする。 The current sensor of the present invention is arranged around a current line through which a current to be measured flows, detects an induced magnetic field caused by a current flowing through the current line, and has a sub-sensitivity axis in a direction perpendicular to the main sensitivity axis. A first magnetic sensor and a second magnetic sensor, wherein the first magnetic sensor and the second magnetic sensor are arranged with the current line in between, and a main sensitivity axis of the first magnetic sensor The direction is a direction that is not orthogonal to the direction of the induced magnetic field from the current that flows through the current line, and the direction of the main sensitivity axis of the second magnetic sensor is the direction of the induced magnetic field from the current that flows through the current line The first magnetic sensor and the second magnetic sensor are arranged so as to face non-orthogonal directions, the main sensitivity axis directions of the first magnetic sensor and the second magnetic sensor are directed in the same direction, and the first magnetic sensor and the second magnetic sensor. Each secondary sensitivity axis Are arranged so as to face the same direction, or the respective main sensitivity axis directions of the first magnetic sensor and the second magnetic sensor are directed in opposite directions, and the first magnetic sensor and the second magnetic sensor Each of the magnetic sensors is arranged so that the sub-sensitivity axis directions are opposite to each other.
この構成によれば、第1の磁気センサ及び第2の磁気センサのそれぞれの主感度軸方向が同じ方向を向き、第1の磁気センサ及び第2の磁気センサのそれぞれの副感度軸方向が同じ方向を向いているため、第1の磁気センサの出力と第2の磁気センサの出力とにおいて外乱磁界の影響が等しく現れる。このため、第1の磁気センサの出力と第2の磁気センサの出力との差をとることで、外乱磁界の影響を十分に低減し、電流測定精度の低下を抑制することができる。又は、第1の磁気センサ及び第2の磁気センサのそれぞれの主感度軸方向が逆の方向を向き、第1の磁気センサ及び第2の磁気センサのそれぞれの副感度軸方向が逆の方向を向いているため、第1の磁気センサの出力と第2の磁気センサの出力とにおいて外乱磁界の影響が逆に現れる。このため、第1の磁気センサの出力と第2の磁気センサの出力との和をとることで、外乱磁界の影響を十分に低減し、電流測定精度の低下を抑制することができる。 According to this configuration, the primary sensitivity axis directions of the first magnetic sensor and the second magnetic sensor face the same direction, and the secondary sensitivity axis directions of the first magnetic sensor and the second magnetic sensor are the same. Since the direction is directed, the influence of the disturbance magnetic field appears equally in the output of the first magnetic sensor and the output of the second magnetic sensor. For this reason, by taking the difference between the output of the first magnetic sensor and the output of the second magnetic sensor, it is possible to sufficiently reduce the influence of the disturbance magnetic field and suppress the decrease in current measurement accuracy. Alternatively, the primary sensitivity axis directions of the first magnetic sensor and the second magnetic sensor are opposite directions, and the secondary sensitivity axis directions of the first magnetic sensor and the second magnetic sensor are opposite directions. Therefore, the influence of the disturbance magnetic field appears oppositely between the output of the first magnetic sensor and the output of the second magnetic sensor. For this reason, by taking the sum of the output of the first magnetic sensor and the output of the second magnetic sensor, it is possible to sufficiently reduce the influence of the disturbance magnetic field and suppress the reduction in current measurement accuracy.
本発明の電流センサにおいて、前記第1の磁気センサ及び前記第2の磁気センサのそれぞれの主感度軸方向が同じ方向を向き、前記第1の磁気センサの出力と前記第2の磁気センサの出力との差をとる演算装置を具備しても良い。 In the current sensor of the present invention, the main sensitivity axis directions of the first magnetic sensor and the second magnetic sensor are in the same direction, and the output of the first magnetic sensor and the output of the second magnetic sensor. An arithmetic device that takes the difference between the two may be included.
本発明の電流センサにおいて、前記第1の磁気センサ及び前記第2の磁気センサのそれぞれの主感度軸方向が逆方向を向き、前記第1の磁気センサの出力と前記第2の磁気センサの出力との和をとる演算装置を具備しても良い。 In the current sensor of the present invention, the main sensitivity axis directions of the first magnetic sensor and the second magnetic sensor are opposite to each other, and the output of the first magnetic sensor and the output of the second magnetic sensor. An arithmetic device that takes the sum of the above may be included.
本発明の電流センサにおいて、配置面に前記第1の磁気センサが配置された第1の回路基板と、配置面に前記第2の磁気センサが配置された第2の回路基板と、を具備し、前記第1の回路基板の前記配置面及び前記第2の回路基板の前記配置面が前記電流線を挟んで向かい合うように配置されても良い。 The current sensor according to the present invention includes: a first circuit board on which the first magnetic sensor is disposed on a placement surface; and a second circuit board on which the second magnetic sensor is disposed on a placement surface. The arrangement surface of the first circuit board and the arrangement surface of the second circuit board may be arranged to face each other across the current line.
この構成によれば、電流線に対して第1の磁気センサ及び第2の磁気センサが対称に配置されるため、電流線と第1の磁気センサとの距離、及び電流線と第2の磁気センサとの距離を均一にし易い。このため、電流測定精度を十分に高めることが可能である。また、電流線と第1の磁気センサとの間、及び電流線と第2の磁気センサとの間に回路基板が存在しないため、電流線と第1の磁気センサとの距離、及び電流線と第2の磁気センサとの距離を小さくすることができる。このため、センサ出力を大きくし、電流測定精度を十分に高めることが可能である。 According to this configuration, since the first magnetic sensor and the second magnetic sensor are arranged symmetrically with respect to the current line, the distance between the current line and the first magnetic sensor, and the current line and the second magnetic sensor. It is easy to make the distance from the sensor uniform. For this reason, it is possible to sufficiently improve the current measurement accuracy. In addition, since there is no circuit board between the current line and the first magnetic sensor and between the current line and the second magnetic sensor, the distance between the current line and the first magnetic sensor, and the current line The distance from the second magnetic sensor can be reduced. For this reason, it is possible to increase the sensor output and sufficiently increase the current measurement accuracy.
本発明の電流センサにおいて、配置面に前記第1の磁気センサが配置された第1の回路基板と、配置面に前記第2の磁気センサが配置された第2の回路基板と、を具備し、前記第1の回路基板の前記配置面と反対側の面及び前記第2の回路基板の前記配置面と反対側の面が前記電流線を挟んで向かい合うように配置されても良い。 The current sensor according to the present invention includes: a first circuit board on which the first magnetic sensor is disposed on a placement surface; and a second circuit board on which the second magnetic sensor is disposed on a placement surface. The surface of the first circuit board opposite to the arrangement surface and the surface of the second circuit board opposite to the arrangement surface may be arranged to face each other across the current line.
この構成によれば、電流線に対して第1の磁気センサ及び第2の磁気センサが対称に配置されるため、電流線と第1の磁気センサとの距離、及び電流線と第2の磁気センサとの距離を均一にし易い。このため、電流測定精度を十分に高めることが可能である。 According to this configuration, since the first magnetic sensor and the second magnetic sensor are arranged symmetrically with respect to the current line, the distance between the current line and the first magnetic sensor, and the current line and the second magnetic sensor. It is easy to make the distance from the sensor uniform. For this reason, it is possible to sufficiently improve the current measurement accuracy.
本発明の電流センサにおいて、前記第1の磁気センサの主感度軸方向及び副感度軸方向と前記第2の磁気センサの主感度軸方向及び副感度軸方向とは、鏡像関係を有しても良い。 In the current sensor of the present invention, the main sensitivity axis direction and the sub sensitivity axis direction of the first magnetic sensor and the main sensitivity axis direction and the sub sensitivity axis direction of the second magnetic sensor have a mirror image relationship. good.
本発明の電流センサにおいて、前記第1の磁気センサ及び前記第2の磁気センサを表面側から見た場合、前記第1の磁気センサの主感度軸方向に対して副感度軸方向がなす角と、前記第2の磁気センサの主感度軸方向に対して副感度軸方向がなす角とは等しくなっており、前記第1の磁気センサはその表面が前記第1の回路基板の配置面と向かい合うように前記第1の回路基板に配置され、前記第2の磁気センサはその裏面が前記第2の回路基板の配置面と向かい合うように前記第2の回路基板に配置されても良い。 In the current sensor of the present invention, when the first magnetic sensor and the second magnetic sensor are viewed from the surface side, an angle formed by the sub-sensitivity axis direction with respect to the main sensitivity axis direction of the first magnetic sensor; The angle formed by the sub-sensitivity axis direction with respect to the main sensitivity axis direction of the second magnetic sensor is equal, and the surface of the first magnetic sensor faces the arrangement surface of the first circuit board. Thus, the second magnetic sensor may be arranged on the first circuit board, and the second magnetic sensor may be arranged on the second circuit board so that the back surface thereof faces the arrangement surface of the second circuit board.
この構成によれば、同じ構成の2つの磁気センサを用いることができるため、外乱磁界の影響を十分にキャンセルし、電流測定精度の低下を抑制することが可能である。 According to this configuration, since two magnetic sensors having the same configuration can be used, it is possible to sufficiently cancel the influence of the disturbance magnetic field and suppress a decrease in current measurement accuracy.
本発明の電流センサにおいて、配置面に第1の磁気センサが配置された第1の回路基板と、配置面に第2の磁気センサが配置された第2の回路基板と、を具備し、前記第1の回路基板の前記配置面及び前記第2の回路基板の前記配置面と反対側の面が前記電流線を挟んで向かい合うように配置されても良い。 The current sensor according to the present invention includes a first circuit board on which the first magnetic sensor is disposed on the placement surface, and a second circuit board on which the second magnetic sensor is disposed on the placement surface, The arrangement surface of the first circuit board and the surface of the second circuit board opposite to the arrangement surface may be arranged to face each other with the current line interposed therebetween.
この構成によれば、第1の回路基板に対する第1の磁気センサの実装パターンと第2の回路基板に対する第2の磁気センサの実装パターンとが同じになるため、同一の工程で磁気センサが実装された回路基板を用いて電流センサを構成することができる。このため、磁気センサ及び回路基板の特性を低コストに揃えることが可能となる。 According to this configuration, since the mounting pattern of the first magnetic sensor on the first circuit board is the same as the mounting pattern of the second magnetic sensor on the second circuit board, the magnetic sensor is mounted in the same process. A current sensor can be configured using the circuit board thus formed. For this reason, it becomes possible to arrange the characteristics of the magnetic sensor and the circuit board at a low cost.
本発明の電流センサにおいて、前記電流線と前記第1の磁気センサとの間、又は前記電流線と前記第1の回路基板との間にスペーサを配置することにより、前記電流線と前記第1の磁気センサとの距離及び前記電流線と前記第2の磁気センサとの距離を等しくしても良い。 In the current sensor of the present invention, a spacer is disposed between the current line and the first magnetic sensor, or between the current line and the first circuit board, whereby the current line and the first magnetic sensor are arranged. The distance between the magnetic sensor and the distance between the current line and the second magnetic sensor may be the same.
この構成によれば、スペーサによって、電流線と第1の磁気センサとの距離、及び電流線と第2の磁気センサとの距離を均一にし易い。このため、電流測定精度を十分に高めることが可能である。 According to this configuration, the distance between the current line and the first magnetic sensor and the distance between the current line and the second magnetic sensor can be easily made uniform by the spacer. For this reason, it is possible to sufficiently improve the current measurement accuracy.
本発明の電流センサにおいて、前記第1の磁気センサ及び前記第2の磁気センサは、同一のウェハを用いて製造された同一の構造を有する素子であっても良い。 In the current sensor of the present invention, the first magnetic sensor and the second magnetic sensor may be elements having the same structure manufactured using the same wafer.
この構成によれば、主感度軸や副感度軸の感度が等しい2つの磁気センサを用いることができるため、外乱磁界の影響を十分にキャンセルし、電流測定精度の低下を抑制することが可能である。 According to this configuration, since two magnetic sensors having the same sensitivity on the main sensitivity axis and the secondary sensitivity axis can be used, it is possible to sufficiently cancel the influence of the disturbance magnetic field and suppress a decrease in current measurement accuracy. is there.
本発明の電流センサにおいて、前記第1の磁気センサ及び前記第2の磁気センサは、磁気抵抗効果素子を用いた磁気センサであり、前記第1の磁気センサの副感度軸方向と前記第2の磁気センサの副感度軸方向とは、それぞれが有する磁気抵抗効果素子のハードバイアスの方向であっても良い。 In the current sensor of the present invention, each of the first magnetic sensor and the second magnetic sensor is a magnetic sensor using a magnetoresistive effect element, and the second sensitivity axis direction of the first magnetic sensor and the second magnetic sensor are The sub-sensitivity axis direction of the magnetic sensor may be the direction of the hard bias of each magnetoresistive element.
この構成によれば、ハードバイアスの方向によって副感度軸方向が制御されるため、GMR素子の副感度軸方向の感度特性が揃う。これにより、副感度軸方向に現れる外乱磁界の影響を精度よくキャンセルすることが可能である。 According to this configuration, since the sub-sensitivity axis direction is controlled by the direction of the hard bias, the sensitivity characteristics in the sub-sensitivity axis direction of the GMR element are aligned. Thereby, it is possible to cancel the influence of the disturbance magnetic field appearing in the auxiliary sensitivity axis direction with high accuracy.
本発明の電流センサにおいて、前記第1の磁気センサ及び前記第2の磁気センサは、磁気収束板付きのホール素子を用いた磁気センサであっても良い。 In the current sensor of the present invention, the first magnetic sensor and the second magnetic sensor may be a magnetic sensor using a Hall element with a magnetic converging plate.
本発明の電流センサにおいて、前記第1の磁気センサの主感度軸方向が前記電流線を通流する電流からの誘導磁界と平行な方向を向き、前記第2の磁気センサの主感度軸方向が前記電流線を通流する電流からの誘導磁界の方向と平行な方向を向いていても良い。 In the current sensor of the present invention, the main sensitivity axis direction of the first magnetic sensor is oriented in a direction parallel to the induced magnetic field from the current flowing through the current line, and the main sensitivity axis direction of the second magnetic sensor is The direction may be parallel to the direction of the induced magnetic field from the current flowing through the current line.
本発明の電流センサにおいて、前記第1の磁気センサの主感度軸方向が前記電流線を通流する電流からの誘導磁界と平行ではない方向を向き、前記第2の磁気センサの主感度軸方向が前記電流線を通流する電流からの誘導磁界の方向と平行ではない方向を向いていても良い。 In the current sensor of the present invention, the main sensitivity axis direction of the first magnetic sensor faces a direction not parallel to the induced magnetic field from the current flowing through the current line, and the main sensitivity axis direction of the second magnetic sensor May be directed in a direction not parallel to the direction of the induced magnetic field from the current flowing through the current line.
本発明により、外乱磁界の影響を低減し、電流測定精度の低下を抑制した電流センサを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a current sensor that reduces the influence of a disturbance magnetic field and suppresses a decrease in current measurement accuracy.
本発明者は、GMR素子などを含む磁気センサを用いる電流センサにおいて、外乱磁界の影響を十分に抑制できない要因が、感度軸と直交する方向に感度を有する点にあることを見出した。例えば、GMR素子を用いる磁気センサでは、感度軸と直交する方向の感度は、感度軸方向における感度の数十%程度になることもある。このように、感度軸と直交する方向にも感度を有する磁気センサを用いる場合、単純に感度軸の方向(以下、主感度軸方向)を誘導磁界の方向に向けるだけでは、出力の差をとっても外乱磁界の影響を十分に除去できない。これは、主感度軸方向の制御だけでは、主感度軸方向に直交する方向(以下、副感度軸方向)に現れる外乱磁界の影響をキャンセルすることができないためである。 The present inventor has found that, in a current sensor using a magnetic sensor including a GMR element or the like, a factor that cannot sufficiently suppress the influence of a disturbance magnetic field is that the sensitivity is in a direction perpendicular to the sensitivity axis. For example, in a magnetic sensor using a GMR element, the sensitivity in the direction orthogonal to the sensitivity axis may be about several tens of percent of the sensitivity in the sensitivity axis direction. Thus, when using a magnetic sensor having sensitivity also in the direction orthogonal to the sensitivity axis, simply directing the direction of the sensitivity axis (hereinafter referred to as the main sensitivity axis direction) to the direction of the induced magnetic field can take a difference in output. The influence of the disturbance magnetic field cannot be removed sufficiently. This is because the influence of the disturbance magnetic field appearing in the direction orthogonal to the main sensitivity axis direction (hereinafter referred to as the secondary sensitivity axis direction) cannot be canceled only by the control in the main sensitivity axis direction.
このような知見に基づき、本発明者らは、2つの磁気センサの副感度軸の方向を制御することで、副感度軸方向に現れる外乱磁界の影響をキャンセルするという着想を得た。すなわち、本発明の骨子は、2つの磁気センサの出力を演算(差又は和を算出)することで外乱磁界の影響を除去するタイプの電流センサにおいて、2つの磁気センサを、それぞれの副感度軸方向が同じ方向を向くように、又は、それぞれの副感度軸方向が互いに逆の方向を向くように配置することによって外乱磁界の影響を低減し、電流測定精度の低下を抑制しようとするものである。以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。 Based on such knowledge, the present inventors have come up with the idea of canceling the influence of a disturbance magnetic field appearing in the sub-sensitivity axis direction by controlling the directions of the sub-sensitivity axes of the two magnetic sensors. That is, the essence of the present invention is that a current sensor of a type that eliminates the influence of a disturbance magnetic field by calculating (difference or summation) the outputs of two magnetic sensors, the two magnetic sensors are connected to their respective sub-sensitivity axes. It is intended to reduce the influence of the disturbance magnetic field and suppress the decrease in current measurement accuracy by arranging the sub-sensitivity axis directions so that they are in the same direction or in opposite directions. is there. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(実施の形態1)
本実施の形態では、本発明の電流センサ1の一例について説明する。図1は、本実施の形態の電流センサ1を示す模式図である。図1Aは電流センサ1及びその周辺の構成を模式的に示す斜視図であり、図1Bは電流センサ1を図1Aの紙面左下方向(前方)から見た平面図である。以下、斜視図においては、紙面左下方向を前、紙面右上方向を後、紙面左方向を左、紙面右方向を右、紙面上方向を上、紙面下方向を下、と呼ぶ。(Embodiment 1)
In the present embodiment, an example of the current sensor 1 of the present invention will be described. FIG. 1 is a schematic diagram showing a current sensor 1 of the present embodiment. FIG. 1A is a perspective view schematically showing the configuration of the current sensor 1 and its periphery, and FIG. 1B is a plan view of the current sensor 1 as viewed from the lower left direction (front) of FIG. 1A. In the following, in the perspective view, the lower left direction of the paper is called the front, the upper right direction of the paper is the rear, the left direction of the paper is the left, the right direction of the paper is the right, the upper direction of the paper is the upper,
図1において、電流線11に付与された実線の矢印は、電流線11を通流する電流の向きを示す。つまり、図1において、電流線11を通流する被測定電流Iの向きは右向である。電流線11の周りに付与された実線の矢印は、被測定電流Iによって生じる誘導磁界Aの向きを示す。また、図1において、第1の磁気センサ12aや第2の磁気センサ12bに付与された実線の矢印14a、14bは、それぞれの主感度軸方向を表し、破線の矢印15a、15bは、それぞれの副感度軸方向を表す。ここで、「主感度軸」とは、磁気センサの感度が最大となる方向を向いた軸をいい、「副感度軸」とは、主感度軸に直交する方向の内、最も高い感度を有する方向を向いた軸をいう。また、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bの表面には、表裏の識別を容易にするため丸印を付す。黒く塗りつぶされた丸印は表面が上を向いていることを示し、白抜きの丸印は表面が下を向いていることを示す。
In FIG. 1, a solid arrow given to the
図1に示されるように、電流センサ1は、被測定電流が通流する電流線11の周囲に配置された第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bを含む。ここで電流線11は、電流を導くことが可能な構成要素であればどのような態様であっても良い。例えば、電流線11には、板状の導電部材や、薄膜状の導電部材(導電パターン)など、形状が線状ではないものが含まれる。なお、電流線11は電流センサ1の構成要素ではないものとして扱う。
As shown in FIG. 1, the current sensor 1 includes a first
電流センサ1は、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bの他、第1の磁気センサ12aが配置される第1の回路基板13a及び第2の磁気センサ12bが配置される第2の回路基板13bを含む。また、第1の磁気センサ12aの出力及び第2の磁気センサ12bの出力を演算する演算装置16(図2)を含む。
In addition to the first
第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bは、磁気検出が可能であり、主感度軸と直交する方向に副感度軸を有する磁気センサであれば特に限定されない。例えば、ハードバイアスを用いて感度をなだらかにしているGMR(Giant Magneto Resistance)素子やTMR(Tunnel Magneto Resistance)素子などの磁気抵抗効果素子を用いた磁気センサでは、副感度軸が存在する。また、ホール素子でも磁束集体を用いて素子面内に磁界感度軸を持たせた場合には、副感度軸が存在する。このため、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bには、GMR素子、TMR素子、磁気収束板付きのホール素子などを用いることができる。
The first
図1に示される電流センサ1において、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bは、電流線11を通流する被測定電流Iからの誘導磁界Aにより略逆相の出力が得られるように電流線11の周囲に配置されている。例えば、図1では、電流線11が、第1の磁気センサ12aと第2の磁気センサ12bとの間に挟み込まれるように、かつ、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bの主感度軸方向(矢印14a、14b)が、電流線11が延在する方向に垂直な方向を向くように配置されている。より具体的には、第1の磁気センサ12aの主感度軸方向(矢印14a)が電流線11を通流する被測定電流Iからの誘導磁界Aの方向を向き、第2の磁気センサ12bの主感度軸方向(矢印14b)が電流線11を通流する被測定電流Iからの誘導磁界Aの方向と逆の方向を向き、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bのそれぞれの主感度軸方向が同じ方向を向くように配置されている。また、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bのそれぞれの副感度軸方向(矢印15a、15b)が同じ方向を向くように配置されている。また、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bは、その表面が電流線11の方向を向くように配置されている。
In the current sensor 1 shown in FIG. 1, the first
図1に示される電流センサ1では、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bの一方の主感度軸方向が電流線11を通流する被測定電流Iからの誘導磁界Aの方向を向き、他方の主感度軸方向が電流線11を通流する被測定電流Iからの誘導磁界Aと逆の方向を向いているため、誘導磁界Aの影響が、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bの略逆相の出力信号として現れる。また、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bのそれぞれの主感度軸方向が同じ方向を向き、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bのそれぞれの副感度軸方向が同じ方向を向いているため、第1の磁気センサ12aの出力及び第2の磁気センサ12bの出力において外乱磁界の影響が等しく現れる。このため、第1の磁気センサ12aの出力と第2の磁気センサ12bの出力との差をとることで、外乱磁界の影響を十分に低減し、電流測定精度の低下を抑制することができる。なお、略逆相の出力信号とは、ノイズ成分などを除いて反転の関係にある出力信号のことをいう。ただし、所望の精度で電流測定を行うことができる程度の関係にあれば良いから、厳密に正負が反転した値となることは要求されない。
In the current sensor 1 shown in FIG. 1, one main sensitivity axis direction of the first
また、図1に示される電流センサ1において、第1の磁気センサ12aの主感度軸方向及び副感度軸方向と、第2の磁気センサ12bの主感度軸方向及び副感度軸方向とは、鏡像関係にある。つまり、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12aを表面側から見た場合、それぞれの主感度軸方向を基準として、第1の磁気センサ12aの副感度軸方向と第2の磁気センサ12aの副感度軸方向とは逆向きの関係にある。
In the current sensor 1 shown in FIG. 1, the main sensitivity axis direction and the sub sensitivity axis direction of the first
図2は、電流センサ1の回路構成にかかるブロック図である。図2に示されるように、電流センサ1は、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bの出力端子に接続された演算装置16を有する。ここで、演算装置16は、第1の磁気センサ12aの出力と第2の磁気センサ12bの出力との差を算出する機能を有している。このため、電流線11に電流が通流して電流線11の周囲に誘導磁界が発生し、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bから電流に対応した出力信号が出力されると、出力信号を受けた演算装置16は、当該2つの出力信号の差を計算して出力することができる。このように2つの出力信号の差をとることで、外乱磁界の影響をキャンセルし、電流の測定精度を高めることができる。なお、演算装置16の機能は、ハードウェアで実現しても良いし、ソフトウェアで実現しても良い。
FIG. 2 is a block diagram according to the circuit configuration of the current sensor 1. As shown in FIG. 2, the current sensor 1 includes an
図3は、上述した電流センサ1の製造方法の一例を示す模式図である。図3Aに示されるように、まず、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bを用意する。図3Aにおいて、第1の磁気センサ12aの主感度軸方向は前方を向いており、副感度軸方向は左向きである。また、第2の磁気センサ12bの主感度軸方向は前方を向いており、副感度軸方向は右向きである。つまり、第1の磁気センサ12aの主感度軸方向及び副感度軸方向と、第2の磁気センサ12bの主感度軸方向及び副感度軸方向とは、鏡像関係にある。ここでは、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bの上側(GMR素子側)の主面を、それぞれ第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bの表面とする。また、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bの下側(基板側)の主面を、それぞれ第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bの裏面とする。なお、表裏の関係は逆でも良い。
FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of a method for manufacturing the current sensor 1 described above. As shown in FIG. 3A, first, a first
次に、図3Bに示されるように、第1の磁気センサ12aを第1の回路基板13aの磁気センサ配置面(以下、配置面)に配置し、第2の磁気センサ12bを第2の回路基板13bの配置面に配置する。すなわち、第1の磁気センサ12aの裏面と第1の回路基板13aの配置面とが向かい合うように第1の磁気センサ12aを配置し、第2の磁気センサ12bの裏面と第2の回路基板13bの配置面とが向かい合うように第2の磁気センサ12bを配置する。ここで、配置面(磁気センサ配置面)とは、第1の回路基板13a又は第2の回路基板13bが備える主表面であって、第1の磁気センサ12a又は第2の磁気センサ12bの配置される主表面をいう。これにより、図3Bに示されるように第1の回路基板13aの配置面と第2の回路基板13bの配置面とが共に上を向き、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bのそれぞれの主感度軸方向(矢印14a、14b)が同じ方向を向くようにすると、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bのそれぞれの副感度軸方向(矢印15a、15b)が互いに逆の方向を向く。
Next, as shown in FIG. 3B, the first
その後、図3Cに示されるように、電流線11を挟んで第1の回路基板13aの配置面と第2の回路基板13bの配置面とが向かい合うように、電流線11の周囲に第1の回路基板13a及び第2の回路基板13bを配置する。これにより、電流線11を挟んで第1の磁気センサ12aの表面と第2の磁気センサ12bの表面とが向かい合う。このような配置は、例えば、第1の磁気センサ12a及び第1の回路基板13aのセットを、第2の磁気センサ12b及び第2の回路基板13bのセットに対して回転させることで得ることができる。
After that, as shown in FIG. 3C, the
図3に示される方法で得られる電流センサ1では、電流線11に対して第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bが対称に配置されるため、電流線11と第1の磁気センサ12aとの距離、及び電流線11と第2の磁気センサ12bとの距離を均一にし易くなる。これにより、外乱磁界を適切にキャンセルできるため、電流測定精度を十分に高めることが可能である。また、電流線11と第1の磁気センサ12aとの間、及び電流線11と第2の磁気センサ12bとの間に回路基板が存在しないため、電流線11と第1の磁気センサ12aとの距離、及び電流線11と第2の磁気センサ12bとの距離を小さくすることができる。このため、センサ出力を大きくし、電流測定精度を十分に高めることが可能である。
In the current sensor 1 obtained by the method shown in FIG. 3, since the first
以上のように、本実施の形態に係る電流センサ1は、例えば、図4に示される電流センサ2などと比較して、外乱磁界の影響を低減し、電流測定精度の低下を抑制することができる。これは、本実施の形態に係る電流センサ1では、副感度軸方向が外乱磁界を適切にキャンセルできる方向を向くように第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bが配置されているためである。
As described above, the current sensor 1 according to the present embodiment reduces the influence of the disturbance magnetic field and suppresses the decrease in current measurement accuracy, for example, compared with the
なお、図1では、第1の磁気センサ12aの主感度軸方向が電流線11を通流する電流からの誘導磁界の方向を向き、第2の磁気センサ12bの主感度軸方向が電流線11を通流する電流からの誘導磁界の方向と逆の方向を向いている場合を例に挙げたが、本実施の形態に係る電流センサ1の構成はこれに限られない。第1の磁気センサ12aの主感度軸方向が電流線11を通流する電流からの誘導磁界の方向と逆の方向を向き、第2の磁気センサ12bの主感度軸方向が電流線11を通流する電流からの誘導磁界の方向を向いていても良い。
In FIG. 1, the main sensitivity axis direction of the first
その他、本実施の形態は、他の実施の形態に示される構成と適宜組み合わせて実施可能である。 In addition, this embodiment can be implemented in combination with any of the structures described in the other embodiments as appropriate.
(実施の形態2)
本実施の形態では、本発明の電流センサ1の別の一例について説明する。図5は、本実施の形態の電流センサ1を示す模式図である。図5Aは電流センサ1及びその周辺の構成を模式的に示す斜視図であり、図5Bは電流センサ1を図5Aの紙面左下方向(前方)から見た平面図である。(Embodiment 2)
In the present embodiment, another example of the current sensor 1 of the present invention will be described. FIG. 5 is a schematic diagram showing the current sensor 1 of the present embodiment. 5A is a perspective view schematically showing the configuration of the current sensor 1 and its surroundings, and FIG. 5B is a plan view of the current sensor 1 as viewed from the lower left direction (front) of FIG. 5A.
図5に示されるように、本実施の形態に係る電流センサ1は、電流線11の周囲に配置された第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bを含み、第1の磁気センサ12aが配置される第1の回路基板13a及び第2の磁気センサ12bが配置される第2の回路基板13bを含む。また、電流センサ1は、第1の磁気センサ12aの出力及び第2の磁気センサ12bの出力を演算する演算装置を含む。この点において、図5に示される電流センサ1と図1に示される電流センサ1とは共通している。図5に示される電流センサ1と図1に示される電流センサ1の相違点は、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bの主感度軸方向及び副感度軸方向の向きにある。
As shown in FIG. 5, the current sensor 1 according to the present embodiment includes a first
図5に示される電流センサ1において、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bは、電流線11を通流する被測定電流Iからの誘導磁界Aにより略同相の出力が得られるように電流線11の周囲に配置されている。より具体的には、第1の磁気センサ12aの主感度軸方向(矢印14a)が電流線11を通流する被測定電流Iからの誘導磁界Aの方向を向き、第2の磁気センサ12bの主感度軸方向(矢印14b)が電流線11を通流する被測定電流Iからの誘導磁界Aの方向を向き、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bのそれぞれの主感度軸方向が逆の方向を向くように配置されている。また、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bのそれぞれの副感度軸方向(矢印15a、15b)が互いに逆の方向を向くように配置されている。また、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bは、その表面が電流線11の方向を向くように配置されている。
In the current sensor 1 shown in FIG. 5, the first
図5に示される構成の電流センサ1では、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bのそれぞれの主感度軸方向が共に電流線11を通流する被測定電流Iからの誘導磁界Aの方向を向いているため、誘導磁界Aの影響が、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bの略同相の出力信号として現れる。また、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bのそれぞれの主感度軸方向が互いに逆の方向を向き、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bのそれぞれの副感度軸方向が互いに逆の方向を向いているため、第1の磁気センサ12aの出力及び第2の磁気センサ12bの出力において外乱磁界の影響が逆に現れる。このため、第1の磁気センサ12aの出力と第2の磁気センサ12bの出力との和をとることで、外乱磁界の影響を十分に低減し、電流測定精度の低下を抑制することができる。なお、略同相の出力信号とは、ノイズ成分などを除いて同等な出力信号のことをいう。ただし、所望の精度で電流測定を行うことができる程度の関係にあれば良いから、厳密に同じ値となることは要求されない。また、図5に示される電流センサ1において、演算装置は、第1の磁気センサ12aの出力と第2の磁気センサ12bの出力との和を算出する機能を有する。
In the current sensor 1 having the configuration shown in FIG. 5, the induced magnetic field A from the current I to be measured in which the main sensitivity axis directions of the first
また、図5に示される電流センサ1において、第1の磁気センサ12aの主感度軸方向及び副感度軸方向と、第2の磁気センサ12bの主感度軸方向及び副感度軸方向とは、鏡像関係にある。つまり、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12aを表面側から見た場合、それぞれの主感度軸方向を基準として、第1の磁気センサ12aの副感度軸方向と第2の磁気センサ12aの副感度軸方向とは逆向きの関係にある。
In the current sensor 1 shown in FIG. 5, the main sensitivity axis direction and the sub sensitivity axis direction of the first
図6は、本実施の形態に係る電流センサ1の製造方法の一例を示す模式図である。図6Aに示されるように、まず、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bを用意する。図6Aにおいて、第1の磁気センサ12aの主感度軸方向は前方を向いており、副感度軸方向は左向きである。また、第2の磁気センサ12bの主感度軸方向は前方をむいており、副感度軸方向は右向きである。つまり、第1の磁気センサ12aの主感度軸方向及び副感度軸方向と、第2の磁気センサ12bの主感度軸方向及び副感度軸方向とは、鏡像関係にある。ここでは、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bの上側(GMR素子側)の主面を、それぞれ第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bの表面とする。また、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bの下側(基板側)の主面を、それぞれ第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bの裏面とする。なお、表裏の関係は逆でも良い。
FIG. 6 is a schematic diagram illustrating an example of a method for manufacturing the current sensor 1 according to the present embodiment. As shown in FIG. 6A, first, a first
次に、図6Bに示されるように、第1の磁気センサ12aを第1の回路基板13aの配置面に配置し、第2の磁気センサ12bを第2の回路基板13bの配置面に配置する。すなわち、第1の磁気センサ12aの裏面と第1の回路基板13aの配置面とが向かい合うように第1の磁気センサ12aを配置し、第2の磁気センサ12bの裏面と第2の回路基板13bの配置面とが向かい合うように第2の磁気センサ12bを配置する。これにより、図6Bに示されるように第1の回路基板13aの配置面と第2の回路基板13bの配置面とが共に上を向き、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bのそれぞれの主感度軸方向(矢印14a、14b)が同じ方向を向くようにすると、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bのそれぞれの副感度軸方向(矢印15a、15b)が互いに逆の方向を向く。なお、図6Bでは、第2の磁気センサ12bと第2の回路基板13bとを配置面内方向に180°回転して示している。
Next, as shown in FIG. 6B, the first
その後、図6Cに示されるように、電流線11を挟んで第1の回路基板13aの配置面と第2の回路基板13bの配置面とが向かい合うように、電流線11の周囲に第1の回路基板13a及び第2の回路基板13bを配置する。これにより、電流線11を挟んで第1の磁気センサ12aの表面と第2の磁気センサ12bの表面とが向かい合う。このような配置は、例えば、第1の磁気センサ12a及び第1の回路基板13aのセットを、第2の磁気センサ12b及び第2の回路基板13bのセットに対して回転させることで得ることができる。
Thereafter, as shown in FIG. 6C, the
図6に示される方法で得られる電流センサ1では、電流線11に対して第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bが対称に配置されるため、電流線11と第1の磁気センサ12aとの距離、及び電流線11と第2の磁気センサ12bとの距離を均一にし易くなる。これにより、外乱磁界を適切にキャンセルできるため、電流測定精度を十分に高めることが可能である。また、電流線11と第1の磁気センサ12aとの間、及び電流線11と第2の磁気センサ12bとの間に回路基板が存在しないため、電流線11と第1の磁気センサ12aとの距離、及び電流線11と第2の磁気センサ12bとの距離を小さくすることができる。このため、センサ出力を大きくし、電流測定精度を十分に高めることが可能である。
In the current sensor 1 obtained by the method shown in FIG. 6, since the first
以上のように、本実施の形態に係る電流センサ1は、外乱磁界の影響を低減し、電流測定精度の低下を抑制することができる。これは、本実施の形態に係る電流センサ1では、副感度軸方向が外乱磁界を適切にキャンセルできる方向を向くように第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bが配置されているためである。
As described above, the current sensor 1 according to the present embodiment can reduce the influence of a disturbance magnetic field and suppress a decrease in current measurement accuracy. This is because in the current sensor 1 according to the present embodiment, the first
なお、図5及び図6では、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bのそれぞれの主感度軸方向が、共に電流線11を通流する被測定電流Iからの誘導磁界Aの方向を向いている場合を例に挙げたが、本実施の形態に係る電流センサ1の構成はこれに限られない。第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bのそれぞれの主感度軸方向が、共に電流線11を通流する被測定電流Iからの誘導磁界Aの方向と逆の方向を向いていても良い。
5 and 6, the main sensitivity axis directions of the first
その他、本実施の形態は、他の実施の形態に示される構成と適宜組み合わせて実施可能である。 In addition, this embodiment can be implemented in combination with any of the structures described in the other embodiments as appropriate.
(実施の形態3)
本実施の形態では、本発明の電流センサ1の別の一例について説明する。図7は、本実施の形態の電流センサ1を示す模式図である。図7Aは電流センサ1及びその周辺の構成を模式的に示す斜視図であり、図7Bは電流センサ1を図7Aの紙面左下方向(前方)から見た平面図である。(Embodiment 3)
In the present embodiment, another example of the current sensor 1 of the present invention will be described. FIG. 7 is a schematic diagram showing the current sensor 1 of the present embodiment. 7A is a perspective view schematically showing the configuration of the current sensor 1 and its periphery, and FIG. 7B is a plan view of the current sensor 1 as viewed from the lower left direction (front) of FIG. 7A.
図7に示されるように、本実施の形態に係る電流センサ1は、電流線11の周囲に配置された第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bを含み、第1の磁気センサ12aが配置される第1の回路基板13a及び第2の磁気センサ12bが配置される第2の回路基板13bを含む。また、電流センサ1は、第1の磁気センサ12aの出力及び第2の磁気センサ12bの出力を演算する演算装置を含む。この点において、図7に示される電流センサ1と図1に示される電流センサ1とは共通している。図7に示される電流センサ1と図1に示される電流センサ1の相違点は、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bと、第1の回路基板13a及び第2の回路基板13bとの位置関係にある。すなわち、本実施の形態に係る電流センサ1は、第1の回路基板13aの配置面と反対側の面と、第2の回路基板13bの配置面と反対側の面とが、電流線11を挟んで向かい合うように配置されており、第1の回路基板13a及び第2の回路基板13bが、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bより電流線側に配置されている。
As shown in FIG. 7, the current sensor 1 according to the present embodiment includes a first
図7に示される電流センサ1において、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bは、電流線11を通流する電流からの誘導磁界により略逆相の出力が得られるように電流線11の周囲に配置されている。より具体的には、第1の磁気センサ12aの主感度軸方向(矢印14a)が電流線11を通流する被測定電流Iからの誘導磁界Aの方向を向き、第2の磁気センサ12bの主感度軸方向(矢印14b)が電流線11を通流する被測定電流Iからの誘導磁界Aの方向と逆の方向を向き、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bのそれぞれの主感度軸方向が同じ方向を向くように配置されている。また、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bのそれぞれの副感度軸方向(矢印15a、15b)が同じ方向を向くように配置されている。また、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bは、その裏面が電流線11の方向を向くように配置されている。
In the current sensor 1 shown in FIG. 7, the first
図7に示される構成の電流センサ1では、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bの一方の主感度軸方向が電流線11を通流する被測定電流Iからの誘導磁界Aの方向を向き、他方の主感度軸方向が電流線11を通流する被測定電流Iからの誘導磁界Aと逆の方向を向いているため、誘導磁界Aの影響が、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bの略逆相の出力信号として現れる。また、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bのそれぞれの主感度軸方向が同じ方向を向き、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bのそれぞれの副感度軸方向が同じ方向を向いているため、第1の磁気センサ12aの出力及び第2の磁気センサ12bの出力において外乱磁界の影響が等しく現れる。このため、第1の磁気センサ12aの出力と第2の磁気センサ12bの出力との差をとることで、外乱磁界の影響を十分に低減し、電流測定精度の低下を抑制することができる。
In the current sensor 1 having the configuration shown in FIG. 7, the direction of the induced magnetic field A from the current I to be measured whose one main sensitivity axis direction of the first
また、図7に示される電流センサ1において、第1の磁気センサ12aの主感度軸方向及び副感度軸方向と、第2の磁気センサ12bの主感度軸方向及び副感度軸方向とは、鏡像関係にある。つまり、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12aを表面側から見た場合、それぞれの主感度軸方向を基準として、第1の磁気センサ12aの副感度軸方向と第2の磁気センサ12aの副感度軸方向とは逆向きの関係にある。
In the current sensor 1 shown in FIG. 7, the main sensitivity axis direction and the sub sensitivity axis direction of the first
図8は、本実施の形態に係る電流センサ1の製造方法の一例を示す模式図である。図8Aに示されるように、まず、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bを用意する。図8Aにおいて、第1の磁気センサ12aの主感度軸方向は前方を向いており、副感度軸方向は右向きである。また、第2の磁気センサ12bの主感度軸方向は前方を向いており、副感度軸方向は左向きである。つまり、第1の磁気センサ12aの主感度軸方向及び副感度軸方向と、第2の磁気センサ12bの主感度軸方向及び副感度軸方向とは、鏡像関係にある。ここでは、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bの上側(GMR素子側)の主面を、それぞれ第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bの表面とする。また、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bの下側(基板側)の主面を、それぞれ第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bの裏面とする。なお、表裏の関係は逆でも良い。
FIG. 8 is a schematic diagram illustrating an example of a method for manufacturing the current sensor 1 according to the present embodiment. As shown in FIG. 8A, first, a first
次に、図8Bに示されるように、第1の磁気センサ12aを第1の回路基板13aの配置面に配置し、第2の磁気センサ12bを第2の回路基板13bの配置面に配置する。すなわち、第1の磁気センサ12aの裏面と第1の回路基板13aの配置面とが向かい合うように第1の磁気センサ12aを配置し、第2の磁気センサ12bの裏面と第2の回路基板13bの配置面とが向かい合うように第2の磁気センサ12bを配置する。これにより、図8Bに示されるように第1の回路基板13aの配置面と第2の回路基板13bの配置面とが共に上を向き、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bのそれぞれの主感度軸方向(矢印14a、14b)が同じ方向を向くようにすると、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bのそれぞれの副感度軸方向(矢印15a、15b)が互いに逆の方向を向く。
Next, as shown in FIG. 8B, the first
その後、図8Cに示されるように、電流線11を挟んで第1の回路基板13aの配置面と反対側の面と、第2の回路基板13bの配置面と反対側の面とが向かい合うように、電流線11の周囲に第1の回路基板13a及び第2の回路基板13bを配置する。つまり、第1の回路基板13a及び第2の回路基板13bが、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bより電流線側に配置されるようにする。このような配置は、例えば、第2の磁気センサ12b及び第2の回路基板13bのセットを、第1の磁気センサ12a及び第1の回路基板13aのセットに対して回転させることで得ることができる。
Thereafter, as shown in FIG. 8C, the surface opposite to the arrangement surface of the
図8に示される方法で得られる電流センサ1では、電流線11に対して第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bが対称に配置されるため、電流線11と第1の磁気センサ12aとの距離、及び電流線11と第2の磁気センサ12bとの距離を均一にし易くなる。これにより、外乱磁界を適切にキャンセルできるため、電流測定精度を十分に高めることが可能である。
In the current sensor 1 obtained by the method shown in FIG. 8, since the first
以上のように、本実施の形態に係る電流センサ1は、外乱磁界の影響を低減し、電流測定精度の低下を抑制することができる。これは、本実施の形態に係る電流センサ1では、副感度軸方向が外乱磁界を適切にキャンセルできる方向を向くように第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bが配置されているためである。
As described above, the current sensor 1 according to the present embodiment can reduce the influence of a disturbance magnetic field and suppress a decrease in current measurement accuracy. This is because in the current sensor 1 according to the present embodiment, the first
なお、図7及び図8では、第1の磁気センサ12aの主感度軸方向が電流線11を通流する被測定電流Iからの誘導磁界Aの方向を向き、第2の磁気センサ12bの主感度軸方向が電流線11を通流する被測定電流Iからの誘導磁界Aの方向と逆の方向を向いている場合を例に挙げたが、本実施の形態に係る電流センサ1の構成はこれに限られない。第1の磁気センサ12aの主感度軸方向が電流線11を通流する被測定電流Iからの誘導磁界Aの方向と逆の方向を向き、第2の磁気センサ12bの主感度軸方向が電流線11を通流する被測定電流Iからの誘導磁界Aの方向を向いていても良い。
7 and 8, the main sensitivity axis direction of the first
また、図7及び図8では、出力の差をとることで外乱磁界をキャンセルする構成について説明したが、本実施の形態に係る電流センサ1の構成はこれに限られない。出力の和をとることで外乱磁界をキャンセルする構成としても良い。この場合、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bのそれぞれの主感度軸方向が共に電流線11を通流する被測定電流Iからの誘導磁界Aの方向又は誘導磁界Aの方向と逆の方向を向き、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bのそれぞれの副感度軸方向が互いに逆の方向を向くようにすれば良い。
7 and 8, the configuration for canceling the disturbance magnetic field by taking the output difference has been described, but the configuration of the current sensor 1 according to the present embodiment is not limited to this. A configuration may be adopted in which the disturbance magnetic field is canceled by taking the sum of outputs. In this case, the main sensitivity axis directions of the first
その他、本実施の形態は、他の実施の形態に示される構成と適宜組み合わせて実施可能である。 In addition, this embodiment can be implemented in combination with any of the structures described in the other embodiments as appropriate.
(実施の形態4)
本実施の形態では、本発明の電流センサ1の別の一例について説明する。図9は、本実施の形態の電流センサ1を示す模式図である。図9Aは電流センサ1及びその周辺の構成を模式的に示す斜視図であり、図9Bは電流センサ1を図9Aの紙面左下方向(前方)から見た平面図である。(Embodiment 4)
In the present embodiment, another example of the current sensor 1 of the present invention will be described. FIG. 9 is a schematic diagram showing the current sensor 1 of the present embodiment. FIG. 9A is a perspective view schematically showing the configuration of the current sensor 1 and its periphery, and FIG. 9B is a plan view of the current sensor 1 as viewed from the lower left direction (front) of FIG. 9A.
図9に示されるように、本実施の形態に係る電流センサ1は、電流線11の周囲に配置された第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bを含み、第1の磁気センサ12aが配置される第1の回路基板13a及び第2の磁気センサ12bが配置される第2の回路基板13bを含む。また、電流センサ1は、第1の磁気センサ12aの出力及び第2の磁気センサ12bの出力を演算する演算装置を含む。この点において、図9に示される電流センサ1と図1に示される電流センサ1とは共通している。図9に示される電流センサ1と図1に示される電流センサ1の相違点は、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bと、第1の回路基板13a及び第2の回路基板13bとの位置関係にある。すなわち、本実施の形態に係る電流センサ1では、第1の磁気センサ12aの表面が第1の回路基板13aの配置面と向かい合うように配置されており、第2の磁気センサ12bの裏面が第2の回路基板13bの配置面と向かい合うように配置されている。また、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bとして同じ構成の磁気センサを用いている。このため、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bを表面側から見た場合、第1の磁気センサ12aの主感度軸方向に対して副感度軸方向がなす角と、第2の磁気センサ12bの主感度軸方向に対して副感度軸方向がなす角とは略等しくなっている。ここで、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bは、同一のウェハを用いて製造された同一の構造を有する素子を含むことが望ましい。このような磁気センサでは主感度軸や副感度軸の感度を等しくできるため、外乱磁界の影響のキャンセルが容易になるためである。
As shown in FIG. 9, the current sensor 1 according to the present embodiment includes a first
図9に示される電流センサ1において、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bは、電流線11を通流する被測定電流Iからの誘導磁界Aにより略逆相の出力が得られるように電流線11の周囲に配置されている。より具体的には、第1の磁気センサ12aの主感度軸方向(矢印14a)が電流線11を通流する被測定電流Iからの誘導磁界Aの方向を向き、第2の磁気センサ12bの主感度軸方向(矢印14b)が電流線11を通流する被測定電流Iからの誘導磁界Aの方向と逆の方向を向き、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bのそれぞれの主感度軸方向が同じ方向を向くように配置されている。また、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bのそれぞれの副感度軸方向(矢印15a、15b)が同じ方向を向くように配置されている。また、第1の磁気センサ12aは、その裏面が電流線11の方向を向くように配置されており、第2の磁気センサ12bは、その表面が電流線11の方向を向くように配置されている。
In the current sensor 1 shown in FIG. 9, the first
図9に示される構成の電流センサ1では、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bの一方の主感度軸方向が電流線11を通流する被測定電流Iからの誘導磁界Aの方向を向き、他方の主感度軸方向が電流線11を通流する被測定電流Iからの誘導磁界Aと逆の方向を向いているため、誘導磁界Aの影響が、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bの略逆相の出力信号として現れる。また、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bのそれぞれの主感度軸方向が同じ方向を向き、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bのそれぞれの副感度軸方向が同じ方向を向いているため、第1の磁気センサ12aの出力及び第2の磁気センサ12bの出力において外乱磁界の影響が等しく現れる。このため、第1の磁気センサ12aの出力と第2の磁気センサ12bの出力との差をとることで、外乱磁界の影響を十分に低減し、電流測定精度の低下を抑制することができる。
In the current sensor 1 having the configuration shown in FIG. 9, the direction of the induced magnetic field A from the current I to be measured in which one main sensitivity axis direction of the first
図10は、本実施の形態に係る電流センサ1の製造方法の一例を示す模式図である。図10Aに示されるように、まず、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bを用意する。図10Aにおいて、第1の磁気センサ12aの主感度軸方向は前方を向いており、副感度軸方向は右向きである。また、第2の磁気センサ12bの主感度軸方向は前方を向いており、副感度軸方向は右向きである。つまり、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bは同等の構成を有しており、主感度軸方向と副感度軸方向とのなす角度の関係が一致している。ここでは、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bの上側(GMR素子側)の主面を、それぞれ第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bの表面とする。また、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bの下側(基板側)の主面を、それぞれ第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bの裏面とする。なお、表裏の関係は逆でも良い。
FIG. 10 is a schematic diagram illustrating an example of a method for manufacturing the current sensor 1 according to the present embodiment. As shown in FIG. 10A, first, a first
次に、図10Bに示されるように、第1の磁気センサ12aを第1の回路基板13aの配置面に配置し、第2の磁気センサ12bを第2の回路基板13bの配置面に配置する。本実施の形態では、第1の磁気センサ12aの表面と第1の回路基板13aの配置面とが向かい合うように第1の磁気センサ12aを配置し、第2の磁気センサ12bの裏面と第2の回路基板13bの配置面とが向かい合うように第2の磁気センサ12bを配置する。これにより、図10Bに示されるように第1の回路基板13aの配置面と第2の回路基板13bの配置面とが共に上を向き、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bのそれぞれの主感度軸方向(矢印14a、14b)が同じ方向を向くようにすると、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bのそれぞれの副感度軸方向(矢印15a、15b)が互いに逆の方向を向く。
Next, as shown in FIG. 10B, the first
その後、図10Cに示されるように、電流線11を挟んで第1の回路基板13aの配置面と、第2の回路基板13bの配置面とが向かい合うように、電流線11の周囲に第1の回路基板13a及び第2の回路基板13bを配置する。このような配置は、例えば、第1の磁気センサ12a及び第1の回路基板13aのセットを、第2の磁気センサ12b及び第2の回路基板13bのセットに対して回転させることで得ることができる。
Thereafter, as shown in FIG. 10C, the
図10に示される方法で得られる電流センサ1では、電流線11に対して第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bが対称に配置されるため、電流線11と第1の磁気センサ12aとの距離、及び電流線11と第2の磁気センサ12bとの距離を均一にし易くなる。これにより、外乱磁界を適切にキャンセルできるため、電流測定精度を十分に高めることが可能である。また、電流線11と第1の磁気センサ12aとの間、及び電流線11と第2の磁気センサ12bとの間に回路基板が存在しないため、電流線11と第1の磁気センサ12aとの距離、及び電流線11と第2の磁気センサ12bとの距離を小さくすることができる。このため、センサ出力を大きくし、電流測定精度を十分に高めることが可能である。
In the current sensor 1 obtained by the method shown in FIG. 10, since the first
また、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bとして同じ構成の磁気センサを用いることができるため、2つの磁気センサの特性を合わせることが容易になる。このため、外乱磁界の影響を精度よくキャンセルし、電流測定精度の低下を抑制可能である。
Further, since the same magnetic sensor can be used as the first
以上のように、本実施の形態に係る電流センサ1は、外乱磁界の影響を低減し、電流測定精度の低下を抑制することができる。これは、本実施の形態に係る電流センサ1では、副感度軸方向が外乱磁界を適切にキャンセルできる方向を向くように第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bが配置されているためである。
As described above, the current sensor 1 according to the present embodiment can reduce the influence of a disturbance magnetic field and suppress a decrease in current measurement accuracy. This is because in the current sensor 1 according to the present embodiment, the first
なお、図9及び図10では、第1の磁気センサ12aの主感度軸方向が電流線11を通流する被測定電流Iからの誘導磁界Aの方向を向き、第2の磁気センサ12bの主感度軸方向が電流線11を通流する被測定電流Iからの誘導磁界Aの方向と逆の方向を向いている場合を例に挙げたが、本実施の形態に係る電流センサ1の構成はこれに限られない。第1の磁気センサ12aの主感度軸方向が電流線11を通流する被測定電流Iからの誘導磁界Aの方向と逆の方向を向き、第2の磁気センサ12bの主感度軸方向が電流線11を通流する被測定電流Iからの誘導磁界Aの方向を向いていても良い。
9 and 10, the direction of the main sensitivity axis of the first
また、図9及び図10では、出力の差をとることで外乱磁界をキャンセルする構成について説明したが、本実施の形態に係る電流センサ1の構成はこれに限られない。出力の和をとることで外乱磁界をキャンセルする構成としても良い。この場合、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bのそれぞれの主感度軸方向が共に電流線11を通流する被測定電流Iからの誘導磁界Aの方向又は誘導磁界の方向と逆の方向を向き、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bのそれぞれの副感度軸方向が互いに逆の方向を向くようにすれば良い。
9 and 10, the configuration for canceling the disturbance magnetic field by taking the output difference has been described. However, the configuration of the current sensor 1 according to the present embodiment is not limited to this. A configuration may be adopted in which the disturbance magnetic field is canceled by taking the sum of outputs. In this case, the main sensitivity axis directions of the first
また、図9及び図10では、電流線11を挟んで第1の回路基板13aの配置面と、第2の回路基板13bの配置面とが向かい合う構成の電流センサ1について説明したが、実施の形態に係る電流センサ1の構成はこれに限られない。電流線11を挟んで第1の回路基板13aの配置面と反対側の面と、第2の回路基板13bの配置面と反対側の面とが向かい合う構成としても良い。
9 and 10, the current sensor 1 having the configuration in which the arrangement surface of the
その他、本実施の形態は、他の実施の形態に示される構成と適宜組み合わせて実施可能である。 In addition, this embodiment can be implemented in combination with any of the structures described in the other embodiments as appropriate.
(実施の形態5)
本実施の形態では、本発明の電流センサ1の別の一例について説明する。図11は、本実施の形態の電流センサ1を示す模式図である。図11Aは電流センサ1及びその周辺の構成を模式的に示す斜視図であり、図11Bは電流センサ1を図11Aの紙面左下方向(前方)から見た平面図である。(Embodiment 5)
In the present embodiment, another example of the current sensor 1 of the present invention will be described. FIG. 11 is a schematic diagram showing the current sensor 1 of the present embodiment. 11A is a perspective view schematically showing the configuration of the current sensor 1 and its periphery, and FIG. 11B is a plan view of the current sensor 1 as viewed from the lower left direction (front) of FIG. 11A.
図11に示されるように、本実施の形態に係る電流センサ1は、電流線11の周囲に配置された第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bを含み、第1の磁気センサ12aが配置される第1の回路基板13a及び第2の磁気センサ12bが配置される第2の回路基板13bを含む。また、電流センサ1は、第1の磁気センサ12aの出力及び第2の磁気センサ12bの出力を演算する演算装置を含む。この点において、図11に示される電流センサ1と図1に示される電流センサ1とは共通している。図11に示される電流センサ1と図1に示される電流センサ1の相違点は、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bと、第1の回路基板13a及び第2の回路基板13bとの位置関係にある。すなわち、本実施の形態に係る電流センサ1は、第1の回路基板13aの配置面と反対側の面と、第2の回路基板13bの配置面とが、電流線11を挟んで向かい合うように配置されている。また、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bとして同じ構成の磁気センサを用いている。このため、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bを表面側から見た場合、第1の磁気センサ12aの主感度軸方向に対して副感度軸方向がなす角と、第2の磁気センサ12bの主感度軸方向に対して副感度軸方向がなす角とは略等しくなっている。ここで、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bは、同一のウェハを用いて製造された同一の構造を有する素子を含むことが望ましい。このような磁気センサでは主感度軸や副感度軸の感度を等しくできるため、外乱磁界の影響のキャンセルが容易になるためである。
As shown in FIG. 11, the current sensor 1 according to the present embodiment includes a first
図11に示される電流センサ1において、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bは、電流線11を通流する被測定電流Iからの誘導磁界Aにより略逆相の出力が得られるように電流線11の周囲に配置されている。より具体的には、第1の磁気センサ12aの主感度軸方向(矢印14a)が電流線11を通流する被測定電流Iからの誘導磁界Aの方向を向き、第2の磁気センサ12bの主感度軸方向(矢印14b)が電流線11を通流する被測定電流Iからの誘導磁界Aの方向と逆の方向を向き、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bのそれぞれの主感度軸方向が同じ方向を向くように配置されている。また、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bのそれぞれの副感度軸方向(矢印15a、15b)が同じ方向を向くように配置されている。また、第1の磁気センサ12aは、その裏面が電流線11の方向を向くように配置されており、第2の磁気センサ12bは、その表面が電流線11の方向を向くように配置されている。
In the current sensor 1 shown in FIG. 11, the first
図11に示される構成の電流センサ1では、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bの一方の主感度軸方向が電流線11を通流する被測定電流Iからの誘導磁界Aの方向を向き、他方の主感度軸方向が電流線11を通流する被測定電流Iからの誘導磁界Aと逆の方向を向いているため、誘導磁界Aの影響が、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bの略逆相の出力信号として現れる。また、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bのそれぞれの主感度軸方向が同じ方向を向き、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bのそれぞれの副感度軸方向が同じ方向を向いているため、第1の磁気センサ12aの出力及び第2の磁気センサ12bの出力において外乱磁界の影響が等しく現れる。このため、第1の磁気センサ12aの出力と第2の磁気センサ12bの出力との差をとることで、外乱磁界の影響を十分に低減し、電流測定精度の低下を抑制することができる。
In the current sensor 1 having the configuration shown in FIG. 11, the direction of the induced magnetic field A from the current I to be measured in which the main sensitivity axis direction of one of the first
図12は、本実施の形態に係る電流センサ1の製造方法の一例を示す模式図である。図12Aに示されるように、まず、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bを用意する。図12Aにおいて、第1の磁気センサ12aの主感度軸方向は前方を向いており、副感度軸方向は右向きである。また、第2の磁気センサ12bの主感度軸方向は前方を向いており、副感度軸方向は右向きである。つまり、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bは同等の構成を有しており、主感度軸方向と副感度軸方向とのなす角度の関係が一致している。ここでは、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bの上側(GMR素子側)の主面を、それぞれ第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bの表面とする。また、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bの下側(基板側)の主面を、それぞれ第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bの裏面とする。なお、表裏の関係は逆でも良い。
FIG. 12 is a schematic diagram illustrating an example of a method for manufacturing the current sensor 1 according to the present embodiment. As shown in FIG. 12A, first, a first
次に、図12Bに示されるように、第1の磁気センサ12aを第1の回路基板13aの配置面に配置し、第2の磁気センサ12bを第2の回路基板13bの配置面に配置する。本実施の形態では、第1の磁気センサ12aの裏面と第1の回路基板13aの配置面とが向かい合うように第1の磁気センサ12aを配置し、第2の磁気センサ12bの裏面と第2の回路基板13bの配置面とが向かい合うように第2の磁気センサ12bを配置する。つまり、第1の磁気センサ12a及び第1の回路基板13aのセットと、第2の磁気センサ12b及び第2の回路基板13bのセットとは同等の構成を有する。このため、図12Bに示されるように第1の回路基板13aの配置面と第2の回路基板13bの配置面とが共に上を向き、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bのそれぞれの主感度軸方向(矢印14a、14b)が同じ方向を向くようにすると、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bのそれぞれの副感度軸方向(矢印15a、15b)も同じ方向を向く。
Next, as shown in FIG. 12B, the first
その後、図12Cに示されるように、電流線11を挟んで、第1の回路基板13aの配置面と反対側の面と、第2の回路基板13bの配置面とが向かい合うように、電流線11の周囲に第1の回路基板13a及び第2の回路基板13bを配置する。
Thereafter, as shown in FIG. 12C, the
図12に示される方法で得られる電流センサ1では、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bとして同じ構成の磁気センサを用いることができるため、2つの磁気センサの特性を合わせることが容易になる。このため、外乱磁界の影響を精度よくキャンセルし、電流測定精度の低下を抑制可能である。また、第1の回路基板13aに対する第1の磁気センサ12aの実装パターンと、第2の回路基板13bに対する第2の磁気センサ12bの実装パターンとが同じになるため、同一の工程で磁気センサが実装された回路基板を用いて電流センサを構成することができる。このため、磁気センサ及び回路基板の特性を低コストに揃えることが可能となる。
In the current sensor 1 obtained by the method shown in FIG. 12, a magnetic sensor having the same configuration can be used as the first
図13は、図11に示される構成の電流センサ1の変形例を示す模式図である。図13に示される電流センサ1の基本的な構成は、図11に示される電流センサ1と共通である。図13に示される電流センサ1と図11に示される電流センサ1の相違点は、スペーサ17の有無にある。つまり、図13に示される電流センサ1では、電流線11と第2の回路基板13bとの間にスペーサ17が配置されている。このようにスペーサ17が配置されることによって、電流線11と第1の磁気センサ12aとの距離、及び電流線11と第2の磁気センサ12bとの距離を均一にし易い。このため、電流測定精度を十分に高めることが可能である。
FIG. 13 is a schematic diagram showing a modification of the current sensor 1 having the configuration shown in FIG. The basic configuration of the current sensor 1 shown in FIG. 13 is the same as that of the current sensor 1 shown in FIG. The difference between the current sensor 1 shown in FIG. 13 and the current sensor 1 shown in FIG. That is, in the current sensor 1 shown in FIG. 13, the
なお、図13では電流線11と第2の回路基板13bとの間にスペーサ17が配置された構成について示しているが、スペーサ17は電流線11と第2の磁気センサ12bとの間に配置されても良い。また、電流線11と第1の回路基板13a(又は第1の磁気センサ12a)との間に別のスペーサを配置しても良い。
13 shows a configuration in which the
以上のように、本実施の形態に係る電流センサ1は、外乱磁界の影響を低減し、電流測定精度の低下を抑制することができる。これは、本実施の形態に係る電流センサ1では、副感度軸方向が外乱磁界を適切にキャンセルできる方向を向くように第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bが配置されているためである。
As described above, the current sensor 1 according to the present embodiment can reduce the influence of a disturbance magnetic field and suppress a decrease in current measurement accuracy. This is because in the current sensor 1 according to the present embodiment, the first
なお、図11〜図13では、第1の磁気センサ12aの主感度軸方向が電流線11を通流する被測定電流Iからの誘導磁界Aの方向を向き、第2の磁気センサ12bの主感度軸方向が電流線11を通流する被測定電流Iからの誘導磁界Aの方向と逆の方向を向いている場合を例に挙げたが、本実施の形態に係る電流センサ1の構成はこれに限られない。第1の磁気センサ12aの主感度軸方向が電流線11を通流する被測定電流Iからの誘導磁界Aの方向と逆の方向を向き、第2の磁気センサ12bの主感度軸方向が電流線11を通流する被測定電流Iからの誘導磁界Aの方向を向いていても良い。
11 to 13, the main sensitivity axis direction of the first
また、図11〜図13では、出力の差をとることで外乱磁界をキャンセルする構成について説明したが、本実施の形態に係る電流センサ1の構成はこれに限られない。出力の和をとることで外乱磁界をキャンセルする構成としても良い。この場合、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bのそれぞれの主感度軸方向が共に電流線11を通流する被測定電流Iからの誘導磁界Aの方向又は誘導磁界Aの方向と逆の方向を向き、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bのそれぞれの副感度軸方向が互いに逆の方向を向くようにすれば良い。
11 to 13, the configuration for canceling the disturbance magnetic field by taking the output difference has been described. However, the configuration of the current sensor 1 according to the present embodiment is not limited thereto. A configuration may be adopted in which the disturbance magnetic field is canceled by taking the sum of outputs. In this case, the main sensitivity axis directions of the first
その他、本実施の形態は、他の実施の形態に示される構成と適宜組み合わせて実施可能である。 In addition, this embodiment can be implemented in combination with any of the structures described in the other embodiments as appropriate.
(実施の形態6)
本実施の形態では、本発明の電流センサ1の別の一例について説明する。本実施の形態の電流センサ1は、実施の形態1〜実施の形態5において説明した電流センサ1において、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bに磁気抵抗効果素子を用いた磁気センサを適用したものに相当する。(Embodiment 6)
In the present embodiment, another example of the current sensor 1 of the present invention will be described. The current sensor 1 according to the present embodiment is the same as the current sensor 1 described in the first to fifth embodiments, except that the first
本実施の形態に係る第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bは、磁気比例式センサ又は磁気平衡式センサである。磁気比例式センサは、例えば、磁気センサ素子である2つの磁気抵抗効果素子及び2つの固定抵抗素子からなるブリッジ回路を含むように構成される。また、磁気平衡式センサは、例えば、磁気センサ素子である2つの磁気抵抗効果素子及び2つの固定抵抗素子からなるブリッジ回路と、被測定電流によって発生する磁界を打ち消す方向の磁界を発生可能に配置されたフィードバックコイルと、を含むように構成される。磁気比例式センサを採用する場合には、磁気平衡式センサのようなフィードバックコイル及びその制御に関する構成が不要になるため、構成を簡略化し、電流センサの小型化を図れる。一方で、磁気平衡式センサを採用する場合には、応答速度が高く、温度依存の小さい電流センサを容易に実現できる。
The first
第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bに用いられる磁気抵抗効果素子には、GMR(Giant Magneto Resistance)素子やTMR(Tunnel Magneto Resistance)素子などがあるが、ここでは、感度軸と直交する方向にも感度を有するGMR素子を用いる。GMR素子などの磁気抵抗効果素子は、被測定電流からの誘導磁界の印加により抵抗値が変化するという性質を有しており、これを第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bに用いることで、誘導磁界の大きさを検出することができる。
The magnetoresistive effect element used for the first
第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bは、同一のウェハを用いて製造された同一の構造を有する素子を含むものであることが望ましい。このような磁気センサでは主感度軸や副感度軸の感度を等しくできるため、外乱磁界の影響を十分にキャンセルし、電流測定精度の低下を抑制することができるためである。
It is desirable that the first
図14は、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bに用いられるGMR素子の構造を示す模式図である。図14Aは断面構造を示しており、図14Bは平面構造を示している。GMR素子は、図14Aに示されるように、基板101に設けられた複数の膜の積層構造でなる。すなわち、GMR素子は、シード層102、第1の強磁性膜103、反平行結合膜104、第2の強磁性膜105、非磁性中間層106、軟磁性自由層(フリー磁性層)107、及び保護層108を含む。また、図14Bに示されるように、長手方向が互いに平行になるように配置された複数の帯状の長尺パターン(ストライプ)が折り返してなる形状(ミアンダ形状)を有する。
FIG. 14 is a schematic diagram showing the structure of a GMR element used for the first
このGMR素子においては、反平行結合膜104を介して第1の強磁性膜103と第2の強磁性膜105とが反強磁性的に結合されており、いわゆるセルフピン止め型の強磁性固定層(SFP層:Synthetic Ferri Pinned層)が構成されている。このように、図14に示されるGMR素子は、強磁性固定層、非磁性中間層106及び軟磁性自由層107を用いたスピンバルブ型の素子である。なお、図14では説明の簡単のため、GMR素子以外の下地層などは省略して示しているが、基板101とシード層102との間に、例えば、Ta、Hf、Nb、Zr、Ti、Mo、Wなどのうち少なくとも一の元素を含む非磁性材料で構成される下地層が設けられていても良い。
In this GMR element, the first
シード層102は、NiFeCrあるいはCrなどで構成される。第1の強磁性膜103は、40原子%〜80原子%のFeを含むCoFe合金で構成されていることが好ましい。これは、この組成範囲のCoFe合金が、大きな保磁力を有し、外部磁界に対して磁化を安定に維持できるからである。なお、第1の強磁性膜103は、その成膜中にミアンダ形状の長手方向と垂直な方向(図14Aの奥側から手前側、図14Bの上側から下側に向かう方向)に磁界が印加されることにより、誘導磁気異方性が付与される。反平行結合膜104は、Ruなどにより構成される。また、第2の強磁性膜105は、0原子%〜40原子%のFeを含むCoFe合金で構成されていることが好ましい。これは、この組成範囲のCoFe合金が小さな保磁力を有し、第1の強磁性膜103が優先的に磁化する方向に対して反平行方向(180°異なる方向)に磁化し易くなるためである。なお、第2の強磁性膜105は、成膜中に、第1の強磁性膜103の成膜中と同様の磁界(ミアンダ形状の長手方向と垂直な方向の磁界)が印加されることにより、誘導磁気異方性が付与される。このような磁界を印加しながら成膜することで、第1の強磁性膜103が印加磁界の方向(以下、Pin1方向)に優先的に磁化し、第2の強磁性膜105は第1の強磁性膜103の磁化方向とは反平行方向(180°異なる方向、以下、Pin2方向)に磁化する。非磁性中間層106は、Cuなどにより構成される。
The
また、軟磁性自由層(フリー層)107は、CoFe合金、NiFe合金、CoFeNi合金などの磁性材料で構成される。なお、軟磁性自由層107の成膜中にはミアンダ形状の長手方向(Pin2方向に垂直な方向、X軸方向)の磁界が印加され、成膜後の軟磁性自由層107に誘導磁気異方性が付与されることが好ましい。これにより、X軸方向の外部磁界に対して線形的に抵抗変化し、ヒステリシスが小さいGMR素子を得ることができる。保護層108は、Ta、Ruなどで構成される。
The soft magnetic free layer (free layer) 107 is made of a magnetic material such as a CoFe alloy, a NiFe alloy, or a CoFeNi alloy. During the formation of the soft magnetic
GMR素子はハードバイアス層109を有し、ハードバイアス層109から軟磁性自由層(フリー層)107に一定の磁界が印加されることが好ましい。ハードバイアス層109による磁界(以下、ハードバイアス(HB))の向きは、ミアンダ形状の長手方向(Pin2方向に垂直な方向、X軸方向)である。このようなハードバイアス層109により、GMR素子の感度を高めることができる。
The GMR element has a
また、ハードバイアス層109によって、GMR素子の感度軸はハードバイアスの方向に対して垂直な方向を向き、副感度軸はハードバイアスの方向を向くよう制御される。このため、これを利用して、電流センサに用いられるGMR素子のハードバイアスの方向を揃え、副感度軸方向に現れる外乱磁界の影響を適切にキャンセル可能な構成を実現できる。具体的には、出力の差をとる電流センサでは、第1の磁気センサ12aの副感度軸と第2の磁気センサ12bの副感度軸とが同じ方向を向くようにGMR素子のハードバイアスの向きを制御する。出力の和をとる電流センサでは、第1の磁気センサ12aの副感度軸と第2の磁気センサ12bの副感度軸とが逆方向を向くようにハードバイアスの向きを制御する。これにより、外乱磁界の影響を低減し、電流測定精度の低下を抑制することができる。
Also, the
上述したGMR素子、およびGMR素子を含む磁気センサにおいて、主感度軸方向はPin2方向である。また、副感度軸方向はPin2に垂直な方向である。膜に垂直な方向には実質的な感度を有しない。 In the above-described GMR element and the magnetic sensor including the GMR element, the main sensitivity axis direction is the Pin2 direction. The sub-sensitivity axis direction is a direction perpendicular to Pin2. There is no substantial sensitivity in the direction perpendicular to the membrane.
図15は、GMR素子の副感度軸方向に磁界を印加した場合のGMR素子の抵抗値(つまり、GMR素子の感度)を示すグラフである。図15において、横軸は副感度軸方向(すなわちハードバイアス方向)の印加磁界の大きさを表している。印加磁界が負で表される場合、ハードバイアス方向の磁界が印加されたことを示し、印加磁界が正で表される場合、ハードバイアス方向と逆の方向の磁界が印加されたことを示す。縦軸は、GMR素子の抵抗値を表している。また、実線は第1のGMR素子の特性を示しており、破線は第2のGMR素子の特性を示している。 FIG. 15 is a graph showing the resistance value of the GMR element (that is, the sensitivity of the GMR element) when a magnetic field is applied in the sub-sensitivity axis direction of the GMR element. In FIG. 15, the horizontal axis represents the magnitude of the applied magnetic field in the sub-sensitivity axis direction (that is, the hard bias direction). When the applied magnetic field is expressed as negative, it indicates that a magnetic field in the hard bias direction is applied, and when the applied magnetic field is expressed as positive, it indicates that a magnetic field in the direction opposite to the hard bias direction is applied. The vertical axis represents the resistance value of the GMR element. A solid line indicates the characteristics of the first GMR element, and a broken line indicates the characteristics of the second GMR element.
図15Aはハードバイアスがごく弱い場合の特性を示し、図15Bはハードバイアスが強い場合の特性を示し、図15Cはハードバイアスがごく強い場合の特性を示している。図15Aに示されるようにハードバイアスが弱い場合、2つのGMR素子の副感度軸方向の感度特性は大きく異なることになる。第1のGMR素子は負方向の磁界印加で抵抗値が低下しているのに対して、第2のGMR素子は正方向の磁界印加で抵抗値が低下している。これは、副感度軸の向きが揃っていないことを意味する。この場合、副感度軸方向に表れる外乱磁界の影響を精度よくキャンセルすることは困難である。一方、図15Bおよび図15Cに示されるようにハードバイアスが強い場合、2つのGMR素子の副感度軸方向の感度特性は揃う。この場合、副感度軸方向に表れる外乱磁界の影響を精度よくキャンセルすることが可能である。 15A shows characteristics when the hard bias is very weak, FIG. 15B shows characteristics when the hard bias is strong, and FIG. 15C shows characteristics when the hard bias is very strong. When the hard bias is weak as shown in FIG. 15A, the sensitivity characteristics in the sub-sensitivity axis direction of the two GMR elements are greatly different. The resistance value of the first GMR element decreases when a negative magnetic field is applied, whereas the resistance value of the second GMR element decreases when a positive magnetic field is applied. This means that the sub-sensitivity axes are not aligned. In this case, it is difficult to cancel the influence of the disturbance magnetic field appearing in the auxiliary sensitivity axis direction with high accuracy. On the other hand, when the hard bias is strong as shown in FIGS. 15B and 15C, the sensitivity characteristics in the sub-sensitivity axis direction of the two GMR elements are aligned. In this case, the influence of the disturbance magnetic field appearing in the auxiliary sensitivity axis direction can be canceled with high accuracy.
このように、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bに磁気抵抗効果素子を用いた磁気センサを適用する場合、ハードバイアスによって副感度軸方向の感度特性を制御することにより副感度軸方向に表れる外乱磁界の影響を精度よくキャンセルすることが可能になる。このため、電流測定精度の低下を抑制することができる。
As described above, when the magnetic sensor using the magnetoresistive effect element is applied to the first
本実施の形態は、他の実施の形態に示される構成と適宜組み合わせて実施可能である。 This embodiment can be implemented in appropriate combination with the structures described in the other embodiments.
(実施の形態7)
本実施の形態では、本発明の電流センサ1の別の例について説明する。図16は、本実施の形態の電流センサ1の一例を示す模式図である。図16Aは電流センサ1及びその周辺の構成を模式的に示す斜視図であり、図16Bは電流センサ1を図16Aの上方から見た平面図であり、図16Cは、磁気センサの主感度軸方向及び副感度軸方向と誘導磁界の方向との関係を示す模式図である。また、図17は、本実施の形態の電流センサ1の別の一例を示す模式図である。図17Aは電流センサ1及びその周辺の構成を模式的に示す斜視図であり、図17Bは電流センサ1を図17Aの上方から見た平面図であり、図17Cは、磁気センサの主感度軸方向及び副感度軸方向と誘導磁界の方向との関係を示す模式図である。(Embodiment 7)
In the present embodiment, another example of the current sensor 1 of the present invention will be described. FIG. 16 is a schematic diagram illustrating an example of the current sensor 1 according to the present embodiment. 16A is a perspective view schematically showing the configuration of the current sensor 1 and its periphery, FIG. 16B is a plan view of the current sensor 1 as viewed from above FIG. 16A, and FIG. 16C is a main sensitivity axis of the magnetic sensor. It is a schematic diagram which shows the relationship between a direction and an auxiliary sensitivity axis direction, and the direction of an induction magnetic field. FIG. 17 is a schematic diagram showing another example of the current sensor 1 of the present embodiment. 17A is a perspective view schematically showing the configuration of the current sensor 1 and its periphery, FIG. 17B is a plan view of the current sensor 1 as viewed from above FIG. 17A, and FIG. 17C is the main sensitivity axis of the magnetic sensor. It is a schematic diagram which shows the relationship between a direction and an auxiliary sensitivity axis direction, and the direction of an induction magnetic field.
図16及び図17に示すように、本実施の形態に係る電流センサ1の基本的な構成は、上記実施の形態1〜実施の形態6に係る電流センサ1の構成と共通している。一方、本実施の形態に係る電流センサ1は、主感度軸方向(矢印14a、14b)が、誘導磁界Aと平行な方向を向いていない点で上記実施の形態1〜実施の形態6に係る電流センサ1と相違している。
As shown in FIGS. 16 and 17, the basic configuration of the current sensor 1 according to the present embodiment is common to the configuration of the current sensor 1 according to the first to sixth embodiments. On the other hand, the current sensor 1 according to the present embodiment relates to the first to sixth embodiments in that the main sensitivity axis direction (
図16に示す電流センサ1は、図1に示す電流センサの第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bを、配置面に垂直な軸を回転軸として所定角度回転させた構成を有している(図16A、図16B参照)。具体的には、図16Cに示すように、電流センサ1は、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bの主感度軸方向が、誘導磁界Aに対して角度θ1をなすように構成されている。言い換えれば、第1の磁気センサ12aの主感度軸方向(矢印14a)は、電流線11を通流する被測定電流Iからの誘導磁界Aに対して平行ではない方向を向いており、第2の磁気センサ12bの主感度軸方向(矢印14b)は、電流線11を通流する被測定電流Iからの誘導磁界Aの方向と平行ではない方向を向いている。ただし、実施の形態1〜実施の形態6と同様、電流センサ1が誘導磁界Aに対して感度を有するように、主感度軸方向と誘導磁界Aの方向とは直交しない。つまり、θ1≠90°×n(nは整数)を満たしている。The current sensor 1 shown in FIG. 16 has a configuration in which the first
主感度軸方向と誘導磁界Aとが所定の角度をなす本実施の形態の電流センサ1においては、誘導磁界Aの主感度軸方向成分が検出される。主感度軸方向と誘導磁界Aの方向とのなす角度がθ1で、誘導磁界Aの強さがHAであれば、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bがそれぞれ受ける磁界の強さHは、HAcosθ1(<HA)となる。つまり、主感度軸方向が、誘導磁界Aの方向に対して角度θ1傾くように配置されているため、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bがそれぞれ受ける磁界の強さHは、誘導磁界Aの強さHAより小さくなる。このため、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bが受ける磁界の強さを角度θ1によって調節することで、電流センサ1の測定可能な範囲を調節できる。In the current sensor 1 of the present embodiment in which the main sensitivity axis direction and the induced magnetic field A form a predetermined angle, the main sensitivity axis direction component of the induced magnetic field A is detected. In the angle between the direction of the induced magnetic field A and the main sensitivity axis direction theta 1, the intensity of the induced magnetic field A is if H A, the magnetic field by the first
なお、図16に示される電流センサ1においては、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bのそれぞれの主感度軸方向が同じ方向を向き、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bのそれぞれの副感度軸方向が同じ方向を向いているため、第1の磁気センサ12aの出力及び第2の磁気センサ12bの出力において外乱磁界の影響は等しく現れる。このため、第1の磁気センサ12aの出力と第2の磁気センサ12bの出力との差をとることで、外乱磁界の影響を十分に低減し、電流測定精度の低下を抑制することができる。
In the current sensor 1 shown in FIG. 16, the main sensitivity axis directions of the first
図17に示す電流センサ1は、図5に示す電流センサの第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bを、第1の回路基板13a及び第2の回路基板13bの配置面において所定角度回転させた構成を有している(図17A、図17B参照)。具体的には、図17Cに示すように、電流センサ1は、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bの主感度軸方向が、誘導磁界Aに対して角度θ2をなすように構成されている。言い換えれば、第1の磁気センサ12aの主感度軸方向(矢印14a)は、電流線11を通流する被測定電流Iからの誘導磁界Aに対して平行ではない方向を向いており、第2の磁気センサ12bの主感度軸方向(矢印14b)は、電流線11を通流する被測定電流Iからの誘導磁界Aの方向と平行ではない方向を向いている。ただし、実施の形態1〜実施の形態6と同様、電流センサ1が誘導磁界Aに対して感度を有するように、主感度軸方向と誘導磁界Aの方向とは直交しない。つまり、θ2≠90°×n(nは整数)を満たしている。この電流センサ1においても、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bが受ける磁界の強さを角度θ2によって調節することで、電流センサ1の測定可能な範囲を調節できる。The current sensor 1 shown in FIG. 17 has the first
なお、図17に示される電流センサ1においては、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bのそれぞれの主感度軸方向が逆の方向を向き、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bのそれぞれの副感度軸方向が逆の方向を向いているため、第1の磁気センサ12aの出力及び第2の磁気センサ12bの出力において外乱磁界の影響は逆に現れる。このため、第1の磁気センサ12aの出力と第2の磁気センサ12bの出力との和をとることで、外乱磁界の影響を十分に低減し、電流測定精度の低下を抑制することができる。
In the current sensor 1 shown in FIG. 17, the main sensitivity axis directions of the first
このように、本実施の形態に係る電流センサ1は、主感度軸方向と誘導磁界Aとが所定の角度をなすように構成されているため、この角度を調節することで、電流センサ1の測定可能な範囲を調節できる。例えば、主感度軸方向が誘導磁界Aの方向と平行な方向を向くように配置された実施の形態1〜実施の形態6の電流センサ1より感度を低くして、測定可能な範囲を広げることができる。 As described above, the current sensor 1 according to the present embodiment is configured such that the main sensitivity axis direction and the induced magnetic field A form a predetermined angle. By adjusting this angle, the current sensor 1 The measurable range can be adjusted. For example, the sensitivity can be made lower than that of the current sensor 1 of the first to sixth embodiments, which is arranged so that the main sensitivity axis direction is parallel to the direction of the induced magnetic field A, and the measurable range is widened. Can do.
なお、本実施の形態では、誘導磁界Aの方向と主感度軸方向とが所定の角度をなすように第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12bを回転させているが、第1の回路基板13a及び第2の回路基板13bを回転させるようにしても良い。また、副感度軸が誘導磁界Aの影響を受けないように、第1の回路基板13a及び第2の回路基板13b(又は、第1の磁気センサ12a及び第2の磁気センサ12b)を回転させて、誘導磁界Aに対する副感度軸方向を制御するようにしても良い。この場合、例えば、副感度軸方向を誘導磁界Aに対して直交させるようにすることで、副感度軸における誘導磁界Aの影響を抑制できる。
In the present embodiment, the first
その他、本実施の形態は、他の実施の形態に示される構成と適宜組み合わせて実施可能である。 In addition, this embodiment can be implemented in combination with any of the structures described in the other embodiments as appropriate.
以上のように、本発明の電流センサ1は、主感度軸方向に加え副感度軸方向を制御することで、外乱磁界を十分にキャンセル可能にしている。これにより、電流測定精度の低下を抑制することができる。 As described above, the current sensor 1 of the present invention can sufficiently cancel the disturbance magnetic field by controlling the sub-sensitivity axis direction in addition to the main sensitivity axis direction. Thereby, the fall of the current measurement precision can be suppressed.
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することができる。例えば、上記実施の形態における各構成要素の配置、大きさなどは適宜変更して実施することが可能である。また、電流線11を通流する被測定電流Iの向きは逆向きにすることもできる。また、上記実施の形態1〜実施の形態7に示す構成は、適宜組み合わせて実施することが可能である。その他、本発明は、本発明の範囲を逸脱しないで適宜変更して実施することができる。
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various change can be implemented. For example, the arrangement and size of each component in the above embodiment can be changed as appropriate. Further, the direction of the current I to be measured flowing through the
本発明の電流センサは、例えば、電気自動車やハイブリッドカーのモータ駆動用の電流の大きさを検知するために用いることが可能である。 The current sensor of the present invention can be used, for example, to detect the magnitude of a current for driving a motor of an electric vehicle or a hybrid car.
本出願は、2011年3月2日出願の特願2011−045475に基づく。この内容は、全てここに含めておく。 This application is based on Japanese Patent Application No. 2011-045475 of application on March 2, 2011. All this content is included here.
Claims (19)
前記第1の磁気センサ及び前記第2の磁気センサは、前記電流線を挟んで配置され、
前記第1の磁気センサの主感度軸方向が前記電流線を通流する電流からの誘導磁界の方向と直交しない方向を向き、前記第2の磁気センサの主感度軸方向が前記電流線を通流する電流からの誘導磁界の方向と直交しない方向を向くように配置され、
前記第1の磁気センサ及び前記第2の磁気センサのそれぞれの主感度軸方向が同じ方向を向くと共に、前記第1の磁気センサ及び前記第2の磁気センサのそれぞれの副感度軸方向が同じ方向を向くように配置され、又は、前記第1の磁気センサ及び前記第2の磁気センサのそれぞれの主感度軸方向が逆方向を向くと共に、前記第1の磁気センサ及び前記第2の磁気センサのそれぞれの副感度軸方向が逆方向を向くように配置されたことを特徴とする電流センサ。A first magnetic sensor that is disposed around a current line through which a current to be measured flows, detects an induced magnetic field caused by the current flowing through the current line, and has a secondary sensitivity axis in a direction perpendicular to the main sensitivity axis; Comprising a second magnetic sensor;
The first magnetic sensor and the second magnetic sensor are disposed across the current line,
The main sensitivity axis direction of the first magnetic sensor faces a direction not orthogonal to the direction of the induced magnetic field from the current flowing through the current line, and the main sensitivity axis direction of the second magnetic sensor passes through the current line. It is arranged to face a direction that is not orthogonal to the direction of the induced magnetic field from the flowing current,
The primary sensitivity axis directions of the first magnetic sensor and the second magnetic sensor are in the same direction, and the secondary sensitivity axis directions of the first magnetic sensor and the second magnetic sensor are in the same direction. Or the respective main sensitivity axis directions of the first magnetic sensor and the second magnetic sensor are opposite to each other, and the first magnetic sensor and the second magnetic sensor A current sensor, wherein each sub-sensitivity axis direction is disposed in the opposite direction.
前記第1の磁気センサの出力と前記第2の磁気センサの出力との差をとる演算装置を具備したことを特徴とする請求項1に記載の電流センサ。The main sensitivity axis directions of the first magnetic sensor and the second magnetic sensor are in the same direction,
2. The current sensor according to claim 1, further comprising an arithmetic unit that calculates a difference between an output of the first magnetic sensor and an output of the second magnetic sensor.
前記第1の磁気センサの出力と前記第2の磁気センサの出力との和をとる演算装置を具備したことを特徴とする請求項1に記載の電流センサ。The main sensitivity axis directions of the first magnetic sensor and the second magnetic sensor are opposite to each other,
The current sensor according to claim 1, further comprising an arithmetic unit that calculates a sum of an output of the first magnetic sensor and an output of the second magnetic sensor.
配置面に前記第2の磁気センサが配置された第2の回路基板と、を具備し、
前記第1の回路基板の前記配置面及び前記第2の回路基板の前記配置面が前記電流線を挟んで向かい合うように配置されたことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の電流センサ。A first circuit board on which the first magnetic sensor is arranged on the arrangement surface;
A second circuit board on which the second magnetic sensor is arranged on the arrangement surface,
4. The device according to claim 1, wherein the arrangement surface of the first circuit board and the arrangement surface of the second circuit board are arranged so as to face each other with the current line interposed therebetween. 5. The current sensor described.
配置面に前記第2の磁気センサが配置された第2の回路基板と、を具備し、
前記第1の回路基板の前記配置面と反対側の面及び前記第2の回路基板の前記配置面と反対側の面が前記電流線を挟んで向かい合うように配置されたことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の電流センサ。A first circuit board on which the first magnetic sensor is arranged on the arrangement surface;
A second circuit board on which the second magnetic sensor is arranged on the arrangement surface,
The surface of the first circuit board opposite to the arrangement surface and the surface of the second circuit board opposite to the arrangement surface are arranged so as to face each other across the current line. The current sensor according to any one of claims 1 to 3.
前記第1の磁気センサはその表面が前記第1の回路基板の配置面と向かい合うように前記第1の回路基板に配置され、
前記第2の磁気センサはその裏面が前記第2の回路基板の配置面と向かい合うように前記第2の回路基板に配置されたことを特徴とする請求項4に記載の電流センサ。When the first magnetic sensor and the second magnetic sensor are viewed from the surface side, an angle formed by the sub-sensitivity axis direction with respect to the main sensitivity axis direction of the first magnetic sensor, and the second magnetic sensor The angle formed by the sub-sensitivity axis direction with respect to the main sensitivity axis direction is equal to
The first magnetic sensor is disposed on the first circuit board such that the surface thereof faces the arrangement surface of the first circuit board;
5. The current sensor according to claim 4, wherein the second magnetic sensor is disposed on the second circuit board such that a back surface thereof faces an arrangement surface of the second circuit board. 6.
前記第1の磁気センサはその表面が前記第1の回路基板の配置面と向かい合うように前記第1の回路基板に配置され、
前記第2の磁気センサはその裏面が前記第2の回路基板の配置面と向かい合うように前記第2の回路基板に配置されたことを特徴とする請求項5に記載の電流センサ。When the first magnetic sensor and the second magnetic sensor are viewed from the surface side, an angle formed by the sub-sensitivity axis direction with respect to the main sensitivity axis direction of the first magnetic sensor, and the second magnetic sensor The angle formed by the sub-sensitivity axis direction with respect to the main sensitivity axis direction is equal to
The first magnetic sensor is disposed on the first circuit board such that the surface thereof faces the arrangement surface of the first circuit board;
6. The current sensor according to claim 5, wherein the second magnetic sensor is disposed on the second circuit board such that a back surface thereof faces an arrangement surface of the second circuit board.
配置面に第2の磁気センサが配置された第2の回路基板と、を具備し、
前記第1の回路基板の前記配置面及び前記第2の回路基板の前記配置面と反対側の面が前記電流線を挟んで向かい合うように配置されたことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の電流センサ。A first circuit board on which a first magnetic sensor is arranged on an arrangement surface;
A second circuit board on which a second magnetic sensor is arranged on the arrangement surface,
2. The device according to claim 1, wherein the arrangement surface of the first circuit board and the surface of the second circuit board opposite to the arrangement surface are arranged so as to face each other across the current line. 4. The current sensor according to any one of 3.
前記第1の磁気センサの副感度軸方向と前記第2の磁気センサの副感度軸方向とは、それぞれが有する磁気抵抗効果素子のハードバイアスの方向であることを特徴とする請求項1から請求項15のいずれかに記載の電流センサ。The first magnetic sensor and the second magnetic sensor are magnetic sensors using magnetoresistive elements,
The sub-sensitivity axis direction of the first magnetic sensor and the sub-sensitivity axis direction of the second magnetic sensor are directions of a hard bias of the magnetoresistive effect element respectively included in the first magnetic sensor. Item 16. The current sensor according to any one of Items 15.
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